50 bài toán về khử oxit kim loại bằng C, H2, CO, kim loại mạnh (có đáp án 2024) – Hoá học 12

Các dạng toán khử oxit kim loại bằng C, H₂, CO, kim loại mạnh và cách giải – Hoá học lớp 12

A. Lý thuyết ngắn gọn

Chất khử C, H₂, CO, kim loại mạnh có thể khử kim loại trong oxit ở nhiệt độ cao.

Ví dụ:

Fe₂O₃ + 3CO $\stackrel{\mathrm{t}°}{\to }$ 2Fe + 3CO₂

Cr₂O₃ + 2Al $\stackrel{\mathrm{t}°}{\to }$ Al₂O₃ + 2Cr

Chú ý:

Chất chỉ khử được oxit của kim loại sau Al.

Phương pháp này được sử dụng để sản xuất kim loại trong công nghiệp. Chất khử hay được sử dụng trong công nghiệp là C .

B. Phương pháp giải

Viết phương trình hóa học và tính theo phương trình hóa học

${\mathrm{M}}_{\mathrm{x}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{y}}+\begin{array}{l}\mathrm{CO}\\ {\mathrm{H}}_2\end{array}\stackrel{{\mathrm{t}}^0}{\to }\mathrm{M}+\begin{array}{l}{\mathrm{CO}}_2\\ {\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\end{array}$

Chú ý:

M là các kim loại sau Al trong dãy điện hóa.

+ Công thức tính nhanh

$\begin{array}{l}{\mathrm{n}}_{\mathrm{O}\left(\mathrm{trong}\mathrm{oxit}\mathrm{phan}\mathrm{ung}\right)}={\mathrm{n}}_{\mathrm{CO}\left(\mathrm{phan}\mathrm{ung}\right)}={\mathrm{n}}_{{\mathrm{CO}}_2}\\ {\mathrm{n}}_{\mathrm{O}\left(\mathrm{trong}\mathrm{oxit}\mathrm{phan}\mathrm{ung}\right)}={\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2\left(\mathrm{phan}\mathrm{ung}\right)}={\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}\end{array}$

Nếu hỗn hợp hai khí:

${\mathrm{n}}_{\mathrm{O}\left(\mathrm{trong}\mathrm{oxit}\mathrm{phan}\mathrm{ung}\right)}={\mathrm{n}}_{\mathrm{CO}+{\mathrm{H}}_2\left(\mathrm{phan}\mathrm{ung}\right)}$

+ Bảo toàn khối lượng:

$\begin{array}{l}{\mathrm{m}}_{\mathrm{oxit}}+{\mathrm{m}}_{\mathrm{CO}/{\mathrm{H}}_2}={\mathrm{m}}_{\mathrm{chat}\mathrm{ran}\mathrm{spu}}+{\mathrm{m}}_{{\mathrm{CO}}_2/{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}\\ {\mathrm{m}}_{\mathrm{oxit}}={\mathrm{m}}_{\mathrm{kim}\mathrm{loai}}+{\mathrm{m}}_{\mathrm{O}\left(\mathrm{trong}\mathrm{oxit}\right)}\\ {\mathrm{m}}_{\mathrm{O}\left(\mathrm{trong}\mathrm{oxit}\mathrm{phan}\mathrm{ung}\right)}={\mathrm{m}}_{\mathrm{chat}\mathrm{ran}\mathrm{giam}}\end{array}$

C. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1:

A. 3,52.

B. 4,48.

C. 2,40.

D. 4,16.

Lời giải chi tiết

Gọi số mol của CuO và Fe₂O₃ là a mol

Ta có:

$\mathrm{a}=\frac{4,8}{80+160}=0,02\mathrm{mol}$

Phương trình hóa học:

CuO + CO $\stackrel{\mathrm{t}°}{\to }$ Cu + CO2

0,02 $\to$ 0,02

Fe₂O₃ + 3CO $\stackrel{\mathrm{t}°}{\to }$ 2Fe + 2CO₂

0,02 $\to$ 0,04

→ m_{chất rắn} = m_Cu + m_Fe = 0,02.64 + 0,04.56 = 3,52 gam

Chọn A.

Ví dụ 2: Khử hoàn toàn a gam oxit Fe₃O₄ cần dùng 2,24 lít khí H₂ (đktc). Giá trị của a là

A. 5,8.

B. 23,2.

C. 11,6.

D. 17,4.

Lời giải chi tiết

${\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2}=\frac{2,24}{22,4}=0,1\mathrm{mol}$

Phương trình hóa học:

${\mathrm{Fe}}_3{\mathrm{O}}_4+4{\mathrm{H}}_2\stackrel{{\mathrm{t}}^0}{\to }3\mathrm{Fe}+4{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$

Theo phương trình:

${\mathrm{n}}_{{\mathrm{Fe}}_3{\mathrm{O}}_4}=\frac{1}{4}{\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2}=\frac{1}{4}.0,1=0,025\mathrm{mol}$

$\to \mathrm{a}={\mathrm{m}}_{{\mathrm{Fe}}_3{\mathrm{O}}_4}=0,025.232=5,8\mathrm{g}$

Chọn A.

Ví dụ 3:

A. 14,8 gam.

B. 15,08 gam.

C. 10,05 gam.

D. 10,45 gam.

Lời giải chi tiết

${\mathrm{n}}_{\mathrm{CO}}=\frac{7,392}{22,4}=0,33\mathrm{mol}$

Ta có: n_{O trong oxit phản ứng} = n_{CO phản ứng} = 0,33 mol

→ m_{chất rắn giảm} = m_{O trong oxit phản ứng} = 0,33.16 = 5,28 gam

Khối lượng chất rắn sau phản ứng là:

m_{chất rắn sau phản ứng} = m_{chất rắn ban đầu} – m_{chất rắn giảm}

= 19,36 – 5,28 = 14,08 gam

Chọn A.

D. Bài tập tự luyện

Câu 1:

A. 30.

B. 20.

C. 10.

D. 40.

Câu 2:

A. 16,8.

B. 21,5.

C. 22,8.

D. 23,2.

Câu 3:

A. 15 gam

B. 16 gam

C. 17 gam

D. 18 gam

Câu 4:

A. 0,112

B. 0,224

C. 0,448

D. 0,560

Câu 5:

A. 4,0 gam

B. 8,3 gam

C. 2,0 gam

D. 0,8 gam

Câu 6:

A. 15

B. 10

C. 20

D. 25

Câu 7:

A. 47,06%

B. 26,67%

C. 66,67%

D. 33,33%

Câu 8:

A. 25,2 gam

B. 26,4 gam

C. 22,4 gam

D. 33,6 gam

Câu 9:

A. 7,2

B. 3,2

C. 6,4

D. 5,6

Câu 10:

A. 4,48

B. 6,72

C. 3,36

D. 1,12

ĐÁP ÁN

Câu 1	Câu 2	Câu 3	Câu 4	Câu 5	Câu 6	Câu 7	Câu 8	Câu 9	Câu 10
A	D	D	C	A	B	D	C	D	C